电力系统是什么？一文带你了解发电方式优缺点及组成部分

电力系统是由各种电压等级的电力线路连接起来的发电、输电、变电、配电和用电的综合系统，包括发电厂、变电站和电力用户。

电力系统由电源、电网和电力用户组成。

电力系统的电源一般是发电厂，发电厂多建在燃料或水资源丰富的地方，但电力用户比较分散，往往距离发电厂较远，因此发电厂所发的电能必须经过输电线路、变电站等中间环节输送给用户。

由于电能目前还不能大量储存，所以电能的生产、输送、分配和使用过程实际上是在同一时刻完成的，这整个过程中的各个环节都是一个紧密联系的整体。

发电厂按其利用的能源可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂和其他发电厂。

火力发电厂的燃料可以是煤炭、石油、天然气等，甚至可以是城市垃圾焚烧。火力发电厂的优点是前期投资比较小、建设周期比较短、靠近用电用户，但缺点是能耗高、成本高、污染严重。

水力发电的基本原理是利用河水推动水轮机发电。其优点是利用可再生能源广泛，一些大型水电项目还兼具防洪、灌溉、航运等综合作用。但水电站往往远离电力负荷密集的地方，可能造成一定程度的生态破坏。

图为三峡水电站，展示三峡大坝32台发电机组首次全部投入发电的壮观场面。

核能发电是利用原子核裂变产生的能量，加热反应堆中的水产生蒸汽，再推动汽轮发电机发电。

核能发电的特点是核燃料体积小、运输量小、无灰烬，但缺点是一旦出现问题，很容易引发重大事故。

比如前苏联的切尔诺贝利核电站，是历史上核泄漏最严重的核电站，至今，切尔诺贝利还是一片无人区，一片荒原。

风力发电站是利用风力带动发电机发电，其最大特点就是风车，优点是清洁、灵活、分散、可再生，适合偏远地区，缺点是地域性强，只能在特定的地方发电，而且很不稳定，没有风就没有电。

潮汐发电原理与一般水力发电类似，通过修建水库，在涨潮时将海水储存在水库中，退潮时再释放出来，利用高潮槽与低潮槽之间的高度差带动涡轮转动，从而发电。

潮汐能是一种比较清洁的可再生能源，不污染环境，不影响生态平衡，稳定性较高，很少受气候、水文等自然环境的影响，全年发电总量比较稳定，是一种比较可靠的发电类型。

此外，由于潮汐发电不需要淹没大量农田形成水库，不存在人口迁移、淹没农田等复杂问题。潮汐发电不需要修建高坝，因此即使出现问题，水坝也不会受损，不会对周边环境造成很大影响。潮汐发电虽然前期投资较大核能发电的优缺点，但运行成本较低，是一种比较经济的能源，每千瓦时成本仅为火力发电的1/8。

但潮汐发电存在很多问题，例如发电机必须靠近海边，远离海边的内陆城市不能利用潮汐发电。另外潮差和水头往往在一天之内发生变化，如果采取特殊的调节措施，会造成出力的间歇性。潮汐电站多建在港湾、河口等处，通常水深、坝长，施工困难，因此土建和机电投资较大，造价也较高。潮汐电站是一种低水头大流量的发电方式，因此水轮机体积大，耗钢量大，进出水口建筑物结构复杂。

我们来看这张图，这是法国朗斯发电厂，总装机容量24万千瓦，每年发电5亿多千瓦时，输送到法国国家电网。

当今增长最快的发电方式之一是太阳能。

太阳能发电一般有两种形式，一种是利用半导体的光电效应来发电，一种是利用太阳光聚焦到蒸汽锅炉上产生蒸汽推动涡轮机发电，这就叫太阳能发电。

太阳能发电具有诸多优点，例如太阳能资源丰富且可再生，光伏发电主要用到的材料硅也比较丰富，目前单晶硅太阳能电池的转换率在15%左右，最高可达23%。另外，太阳能发电不需要机械传动部件，无噪音，稳定性好，维护简单，维护费用低。由于这些优点，一些太阳能资源丰富的发达国家和地区，如以色列，已将太阳能发电技术列为国家重点发展项目。

但是太阳能发电也存在很多缺点，比如太阳能发电往往容量较小，发电量较低，光伏系统成本也比较高，大约每千伏4-5万元。太阳能发电受季节影响较大，也受昼夜、天气状况影响较大，当然现在人们开始研究不受天气影响的太阳能发电。

我们来看看图中这个独特的太阳能发电站，它可以不受阴天的影响，阳光照射时储存的能量甚至可以让它在晚上发电。

除上述能源外，在冰岛等地热资源丰富的地区，37%的电力来自地热发电。

此外，建筑物还经常使用柴油发电机发电作为应急和备用电源。

在我国，大部分电力来自于火电和水电。